2017 抗震盃參賽心得

土木三 邱仕鴻、許庭維、詹也影、蔡亞芸

 

設計理念影片:

佔據大半暑假的抗震盃,就這樣結束了呢。
遙想上禮拜的今天,這群人傍晚一下課之後就直奔土研S-Lab,開始製作我們的第7個試驗模型;這是比賽前的最後一個試驗模型,我們最後的機會。那晚,尹男老師陪著我們在S-Lab待到半夜兩點半直到完成振動臺測試……
#愉快的暑假
#不知大難臨頭的孩子

2017抗震盃 C-22 組 (右一蔡亞芸、右二許庭維、右三邱仕鴻、左一詹也影) 和我們最愛的黃尹男老師 (左二)

時間回到暑假剛開始,我們開心地找好了4個人,拜託尹男老師當我們的指導老師,就一頭栽進了這個屬於木條、熱熔膠、材料力學、結構動力學與「技師跟你說」的暑假。

#第1個模型 因為我們懵懂無知過於樂觀,柱子斷面設計得太小,導致400gal柱子直接被剪斷。

做第2個模型之前,我們想找到時候比賽實際使用的木條來做模型,於是有組員就找到了2016抗震盃的網站上寫的材料提供廠商:臺中大里的文鴻五金。於是身為組內唯一的臺中人[1],當然就是我負責去採購木條。當時只覺奇怪怎會找到這間地處偏遠的小店來提供材料,但也不疑有他,殊不知成為日後悲劇的開端……

於是我們用了這批臺中來的木條做了 #第2個模型,很讚,滿載載重塊還可以震到800gal沒倒,這群自我感覺良好的初生之犢們於是覺得自己勝券在握,穩坐第一;然後又用這批材料做了 #第3個模型,一樣滿載震到800gal,這群傻子們此時深信自己可以破除臺大魔咒拿第一…… 殊不知!甚至還有組員豪氣地跟其他教授說「我們冠軍了!沒問題啦!」,真是太天真了 (搖頭…

開學前夕,我們覺得要練一下手感,並想嘗試新的斜撐與柱斷面的設計,於是就用了 國研院 – 國家地震工程研究中心 寄來的試做材料試做,沒想到材料包一打開,驚覺燈楞~ 這什麼爛木條!?一抝就斷!但我們還是用這批「爛木條」以原先的設計完成了 #第4個模型,結果500gal直接倒塌,有夠悽慘QQ[2],但我們一口咬定一定是因為放太久受潮!我們的設計才沒問題呢!哼~ 然後這群87[3]還寫信給國震中心提醒他們寄來的木條有受潮問題…… 簡直是一群不知大難臨頭的屁孩。

#轉折一
時間來到比賽前一週 (開學第一週) 的某個夜晚,我們決定用我們自以為好的、臺中來的木條來做我們的第5個模型想「練手感」。我們一群人在S-Lab隔壁的休息室愉快地聽音樂、做模型、聊天,一切是那麼的美好、愉快……,直到大竹哥跟文心[4]不知為何突然推開門進來找我們聊天,大竹一手拿起桌上的木條,直呼:「不是啊,你們的木條不對,太硬了。」原來…那批我們咬定「受潮」的木條才是真正的比賽材料!!!!晴天霹靂!!!!啊啊啊啊啊!!!!結果一查才發現,之前臺中硬的材料是查到「朝陽科大抗震盃」的網站……正版的比賽材料根本就在大稻埕,而且就是這麼軟!!!

一切的美好畫面瞬間破滅,這群人現在開始面對現實
OK, fine~ 如果用比賽的材料我們只能震到500gal……

搞什麼啊!!?於是我們立馬[5]砍掉原先設計,從柱子斷面、樑的接合,斜撐的形式,全部都得重新設計,也就是我們後來的第5、第6個模型。就這樣,兵荒馬亂中我們開始認真使用SAP2000跑模擬,試了幾種我們構思的方案,想找出使剪力、彎矩最小化的斜撐設計;還拜託結構組周肇昱學長來幫我們貼加速規做量測,試圖量出我們結構物的週期和整個震動的加速度及位移反應譜。然後我們做出了 #第5個模型,結果震到600gal還是倒了(有進步)。我們研判是因為樑柱接頭太弱導致脫落,於是補強樑柱接頭後,再微調了斜撐的設計,做出了 #第6個模型;結果還是一樣的,在600gal便倒了QQ。根據觀察,是因為後來加固的樑柱接頭方式導致樑受到的彎矩過大而斷裂,結構物開始扭轉最後導致柱子破壞……總之就是倒了!距離比賽只剩下不到一週啊啊啊!!!!

我們慌了。繼續跑模擬,思考各種加斜撐的方法、各種可能柱斷面設計的慣性矩張量,思考如何根據測得的反應譜去調整我們的結構物的週期,使減小其受力、位移……

最後匆忙定案了 #第7個模型,時間已經來到了比賽倒數3天。那個晚上,大家面色凝重連夜趕工,尹男老師不離不棄、歌聲陪伴,終於在凌晨1點半完工鎖上振動臺,黏好載重塊已經是凌晨2點。模型表現良好,位移與變形明顯改善,看起來非常可以;但因施工品質太差,導致結構物越來越歪斜最後受不了,而在600gal被連根拔起,但至少樑、柱、斜撐全部完好,沒有破壞發生。快累死的我們,最後決定比賽就用這個設計吧!

比賽前的最後一個SLAB夜晚 (1:30 AM)

#高潮一 #轉折二
時間來到了9/22比賽當天,一切非常順利,這群人一邊做模型一邊談笑風聲,不時偷看別組刺探敵情、品頭論足一波,殊不知大難臨頭,again……

時間來到了製作模型截止前90分鐘,所有結構物大致完工,阿蔡 (亞芸) 正愉快地計算著最後的檢核。這時候鳥哥 (仕鴻) 面色凝重地對著大家說:「大事不妙」。大家心裡OS:「X!又怎麼了?!又出事了?」我們一直以來誤會了大會的外部淨空規定,原來我們的斜撐設計是犯規的!!! 時間剩下一小時要重新設計斜撐並重新施工,慌了啊!!二話不說馬上拿出奇異筆跟廢紙,畫出樑受斜撐力之下的剪力彎矩圖,在五分鐘之內直接定案新的設計,馬上開始重新裁切材料,立刻重新施工。深刻體會:「材力學得好,臨時改設計沒煩惱。」

#感恩宏基、#讚嘆宏基!

我們大概是唯一做到最後倒數1秒的組別,這群慌張的87在現場鬼吼鬼叫:「給我熱熔膠!!!13.2公分來!!!!橡皮筋來!!!我這邊要兩根!!快!!!」其他組別此時已經悠閒地在翹腳聊天,施工過程只覺得身邊有數十隻眼睛緊緊盯著我們。結論就是我們用了一個從未被驗證過的設計,理論上可行,但我們超級心虛……

#高潮二 #轉折三
時間來到了9/23下午,大專組開震啦!!!我們的模型一路通過250、400、500、600gal的考驗,當600gal一震完沒有倒 (重點是還很穩),我們一群人已經瘋狂吼叫興奮到不行,緊接著就是700gal了,要通過700gal才有前3名的資格,所以超級緊張!!700gal開始,眼看我們模型非常穩,雖然微扭,但還是很OK,就當通過最大震幅的瞬間,頂樓載重塊噴掉啦!!!!!!啊啊啊啊啊啊!!!!於是直接被判失格,然後就被強制拆除了QQQQQQQQQQ

通過 500gal 的震動測試
最終的 700gal 的震動考驗

故事的結局就是,成績以600gal結算,配合載重與自重算出來效率比ER=78,在49組參賽隊伍中排名第8。雖然不想這麼說但我就是要說,要是沒掉,就第3啦!!!就有1萬塊啦!!!就破除臺大魔咒啦哈哈哈哈哈嗚嗚嗚嗚~~

#感言
本次比賽真的非常非常謝謝黃尹男老師的指導,明明自己就已經很忙了,還願意跟我們meeting,教我們基礎的結構動力學,給我們很多專業的建議,甚至比賽前還陪著我們在S-Lab待到半夜兩點半,我們能有這樣的成績,真的非常謝謝老師的付出!!

還有要感謝周肇昱學長,百忙中還答應幫我們做量測,要是沒有這個量測的data,當時徬徨的我們大概不知道結構物要從哪改起QQ,真的很謝謝你!!

感謝吳軒竹還有邱文心要不是那天晚上告訴我們木條的殘酷事實,我們大概會在比賽當天直接傻在現場吧!也謝謝你們一直以來的關心,還有比賽當天超貼心的飲料>< 也謝謝C-22御用攝影師盧典。

最後感謝親愛的組員們!一起合作真的很愉快,大家一起發揮各自所長、腦力激盪的感覺真的很棒,從來沒想過會在這個暑假把之前學過的材力、結構發揮到一個極致。謝謝你們都願意為了這個比賽全心投入、付出,我們一起創造了一個難忘的暑假,大家都辛苦了!

最最後特別感謝 #臺大土木系 給我們這麼良好的空間和設備,讓我們完成這次的比賽。

我愛C-22!!!

#2017抗震盃
#強柱弱樑
#尹男大飯店
#最具冠軍相獎
#耐震獎
#大專組第8名

[1] 我是許庭維。
[2] QQ:哭哭,很可憐的意思。
[3] 87:白癡,取其諧音。
[4] 大竹(哥):B02的吳軒竹,參加三年前的抗震盃;文心:B03的邱文心,多次協助實作課程的助教,也是數月前臺大利他獎的得主之一。
[5] 立馬:立刻、馬上的意思。